一种自动锁螺丝装置的制作方法

本发明涉及一种锁螺丝装置，特别是涉及一种自动锁螺丝装置。

背景技术：

锁螺丝操作是一个重复性、机械性的劳动，如果能够实现自动锁螺丝的操作，便可以减少产线人员配置，从而提高生产效率。

现有技术中对自动锁螺丝装置有一些尝试，比如公布号为“cn108838668a”的中国专利文献公开了一种自动锁螺丝机构，可实现自动锁螺丝。但是其结构稍显复杂。因此，需要改进的或不一样的自动锁螺丝装置结构。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种自动锁螺丝装置，结构简约，能够很好地实现自动锁螺丝操作。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种自动锁螺丝装置，它包括：

螺丝供料组件；

螺丝锁固组件，所述螺丝锁固组件包括转运机构和锁固机构，所述锁固机构包括导向筒、磁性件、导向杆、拨转杆以及锁固电机，所述导向筒的前端设置有所述磁性件且所述导向筒中设置有贯穿的导向腔，所述导向杆可滑移地设置在所述导向腔中，所述导向杆的前端设置有用于卡接螺丝的批头部且导向杆的后端设置有供拨转杆卡接的卡接部，所述拨转杆连接在锁固电机的旋转轴上。

优化地，所述导向杆与所述导向筒之间弹性连接。

优化地，所述锁固机构还包括锁固转盘，所述锁固转盘上设置有多个导向筒以及与导向筒配合的磁性件和导向杆。

进一步地，所述导向筒以及与导向筒配合的磁性件和导向杆在所述锁固转盘上于旋转方向等间距分布。

更进一步地，螺丝锁固组件还包括旋转转换机构，所述旋转转换机构包括旋转电机、设置在所述旋转电机旋转轴上的第一轮齿以及设置在所述锁固转盘上的第二轮齿，所述第一轮齿和所述第二轮齿相啮合。

优化地，所述螺丝锁固组件还包括平移机构，所述平移机构包括滑移板和驱动所述滑移板移动的气缸，所述锁固电机连接在滑移板上。

优化地，所述螺丝供料组件包括振动盘和轨道直震器。

进一步地，所述螺丝供料组件还包括排料机构，所述排料机构包括排料转盘和驱动所述排料转盘旋转的排料电机，所述排料转盘上设置有多个螺丝插置孔，所述排料转盘设置在所述轨道直震器的出料端。

更进一步地，所述螺丝供料组件还包括护圈，所述排料转盘可旋转设置在所述护圈中，所述螺丝插置孔设置在所述排料转盘外周侧面，当螺丝插置在所述螺丝插置孔中时螺丝被护圈限位。

优化地，所述自动锁螺丝装置还包括定位组件，所述定位组件包括视觉引导机构，所述视觉引导机构包括相机和光源。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的自动锁螺丝装置，由于设置有螺丝供料组件，提供需要使用的螺丝，并设置了螺丝锁固组件，螺丝锁固组件包括转运机构和锁固机构，其中转运机构从螺丝供料组件中取用螺丝，其中锁固机构包括导向筒、设置在导向筒外端的磁性件、可滑移设置在导向筒内导向腔中的导向杆、可与导向杆卡接部卡接的拨转杆以及与拨转杆连接的锁固电机，因此磁性件可以吸取螺丝供料组件中的螺丝并由转动机构运送至工件上需要锁螺丝的部位附近，然后导向杆向前滑移并卡接在吸附于磁性件上的螺丝，最后锁固电机驱动拨转杆和导向杆旋转进而驱动螺丝旋转拧入工件，便完成了自动锁螺丝操作。本发明自动锁螺丝装置能够由机器代替人工进行锁螺丝操作，减少产线人员配置，也提高了产品稳定性和一致性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明优选实施例自动锁螺丝装置的结构示意图；

图2是图1所示实施例中螺丝供料组件的结构示意图；

图3是图1所示实施例中排料机构内部结构示意图（不包含带护圈的外壳）；

图4是图1所示实施例中螺丝锁固组件的结构示意图；

图5是图4所示螺丝锁固组件中平移机构以及附近部件结构示意图；

图6是图4所示螺丝锁固组件中旋转转换机构以及附近部件结构示意图；

图7是图6另一方向视图；

图8是图4所示螺丝锁固组件中导向杆、导向筒以及磁性件结构示意图；

图9是图8中a处放大示意图；

图10是图1所示实施例中工件输送归正机构结构示意图；

图11是图5中平移机构放大示意图；

其中，附图标记说明如下：

1、螺丝供料组件；11、振动盘；12、轨道直震器；13、排料机构；131、排料转盘；1311、螺丝插置孔；132、排料电机；14、护圈；15、外壳；

2、螺丝锁固组件；

21、转运机构；

22、锁固机构；221、导向筒；222、磁性件；223、导向杆；2231、批头部；2232、卡接部；224、拨转杆；225、锁固电机；226、锁固转盘；227、第一弹簧；228、第二弹簧；229、插销；230、护套；

23、旋转转换机构；231、旋转电机；232、第一轮齿；233、第二轮齿；

24、平移机构；241、滑移板；242、气缸；243、固定板；244、滑轨；245、限位套筒；246、横梁；

3、定位组件；31、视觉引导机构；311、相机；

4、工件输送归正机构；41、挡板；42、归正板；43、滚筒；

5、机架。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1，自动锁螺丝装置一般性地可包括螺丝供料组件1、螺丝锁固组件2、定位组件3、工件输送归正机构4以及机架5。

其中，螺丝供料组件1、螺丝锁固组件2、定位组件3安装在机架5上，用于锁螺丝操作；工件输送归正机构4设置在机架5一侧，用于停放待拧螺丝的工件。

如图1，螺丝供料组件1设置在机架5内靠左侧。

如图2，螺丝供料组件1包括振动盘11、轨道直震器12以及排料机构13。其中，振动盘11、轨道直震器12为本领域常规设置，振动盘11振动且旋转从而将螺丝逐个输送到轨道直震器12中，轨道直震器12通过震动和一定的倾斜将螺丝运输至轨道直震器12的出料端。

轨道直震器12的出料端设置有排料转盘131。排料转盘131是一种优选设置，它的作用是使多个螺丝整齐排列，以方便螺丝锁固组件2取用。

排料转盘131是排料机构13的一部分。

参见图3，排料机构13包括排料转盘131和驱动排料转盘131旋转的排料电机132。排料转盘131的外周侧面设置有多个螺丝插置孔1311。螺丝插置孔1311的内径大致与螺丝的螺杆部分直径相当，因此螺丝的螺杆可以被卡挚于螺丝插置孔1311中。

其它技术方案中，螺丝插置孔1311还可以不设置在排料转盘131的外周侧面，而是设置在排料转盘131的盘面中，将轨道直震器12的出料端放置在排料转盘131的盘面上方，使螺丝落入螺丝插置孔1311中。

参见图2，图3中的排料转盘131和排料电机132放置在图2中外壳15内。在外壳15的顶部设置有护圈14。本实施例中，护圈14实际上为外壳15的顶盖，且护圈14的中部开设置有圆孔，排料转盘131可旋转设置在该圆孔中。

护圈14在临近轨道直震器12的出料端设置有缺口，以供直震器12的出料端一直延伸到排料转盘131侧面，从而使螺丝进入排料转盘131的螺丝插置孔1311中。

当一颗螺丝进入螺丝插置孔1311中时，排料电机132带动排料转盘131旋转一定的角度后，第二颗螺丝再进入邻近的螺丝插置孔1311中。当螺丝在螺丝插置孔1311中时，可以被护圈14限位。排料转盘131旋转的角度可以设定，使得螺丝插置孔1311依次旋转到护圈14的缺口位置。

通过这样的方式，可以将多颗螺丝整齐排列于排料转盘131上，以供螺丝锁固组件2取用。

另外，可以设置螺丝插置孔1311均匀分布在排料转盘131的圆周边缘，这样利于螺丝锁固组件2取用螺丝。

需要说明的是，本实施例中，设置了由振动盘11、轨道直震器12以及排料机构13构成的螺丝供料组件1，这样的结构能够通过机械方式整齐排列螺丝，利于螺丝锁固组件2取用螺丝。其它技术方案中，螺丝供料组件1的结构还可以是常规的放置螺丝的装置，如放置盘、带孔板等。

还需要说明的是，本实施例在设置了振动盘11和轨道直震器12外，还设置了排料机构13，排料机构13的优点是使螺丝更整齐地排列以方便螺丝锁固组件2取用螺丝。其它技术方案中，可以只设置振动盘11和轨道直震器12，而不设置排料机构13，这时螺丝停留在轨道直震器12的出料端供螺丝锁固组件2取用。

如图4所示，螺丝锁固组件2包括转运机构21和锁固机构22。

其中，转运机构21为四轴机器人。转运机构21可多方向移动锁固机构22。

其中，锁固机构22包括导向筒221、磁性件222、导向杆223、拨转杆224、锁固电机225以及锁固转盘226。

如图6和图7，锁固转盘226下表面设置有多个（本实施例为六个）导向筒221。

如图9所示，导向筒221通过插销229与导向杆223相滑移连接。如图9，导向杆223上设置有一个长条孔，插销229同时插设在导向筒221上端和长条孔内，使得导向筒221和导向杆223之间具有约整个长条孔长度的相对位移允许量。

如图9所示，插销229外还设置有护套230，护套230将插销229卡挚以防止插销229脱落。插销229可以连接在导向杆223上。

导向筒221为中空，导向筒221中间为贯穿的导向腔。且导向筒221与锁固转盘226的连接部位于锁固转盘226上开设有通孔以供导向杆223穿过。导向杆223设置在导向腔中，且导向杆223可以在导向腔中滑移。

如图8和图9所示，导向筒221的前端设置有磁性件222。磁性件222为永磁体，用于吸取放置在排料转盘131上的螺丝。

如图8和图9所示，导向杆223的前端设置有批头部2231，导向杆223的后端设置有卡接部2232。其中批头部2231用于卡接螺丝的螺头，卡接部2232用于拨转杆224卡接。

如图8和图9所示，导向杆223可以向下移动，批头部2231与螺丝接触连接，批头部2231旋转时可以拧动螺丝。

如图6、图7和图8所示，导向杆223的后端设置有卡接部2232，卡接部2232供拨转杆224卡接（如图5）。

如图5，拨转杆224连接在锁固电机225的旋转轴上，从而使锁固电机225可以带动拨转杆224旋转。如图6至图8所示，拨转杆224旋转可以带动导向杆223旋转，进而旋转螺丝完成紧固。

如图8和图9所示，导向杆223和导向筒221之间弹性连接，表现为导向杆223和导向筒221之间设置有第二弹簧228。具体的为，导向杆223的前端外周于导向筒221内设置有第二弹簧228，第二弹簧228下端与导向筒221相抵，第二弹簧228上端与导向杆223相抵。且由于上述插销229和长条孔的作用，导向杆223和导向筒221之间不会分离。

锁螺丝时，导向杆223和导向筒221一起向下移动，当磁性件222下方吸附的螺丝与工件接触时，导向筒221与背板接触而停止下移，导向杆223继续下移且批头部2231与螺丝相卡接，随后锁固电机225旋转带动批头部2231旋转从而带动螺丝旋转完成锁螺丝。

锁螺丝完成后，导向杆223由于第一弹簧227的作用（详见下述）上移，导向筒221由于第二弹簧228的作用而暂时不移动，直到导向杆223回缩进导向筒221内后，导向筒221才离开背板向上移动。

因此，第二弹簧228所起的主要作用是保证导向杆223能够回缩进导向筒221内，为下一次锁螺丝作准备。

另外，如图8所示，结合图6和图7，导向杆223和锁固转盘226上表面之间还设置有第一弹簧227。如图5，当拨转杆224带动导向杆223下移时，第一弹簧227被压缩，当锁螺丝完成后，拨转杆224上移，导向杆223由于第一弹簧227的回弹力而上移复位。因此，第一弹簧227的主要作用是使导向杆223能够复位。

如图5所示，螺丝锁固组件2还包括平移机构24。平移机构24的作用是使拨转杆224能够向下或向上移动。

如图5和图11所示，平移机构24包括滑移板241、气缸242以及固定板243。其中，固定板243固定在机器人的手臂上，气缸242连接在固定板243和滑移板241之间从而能够推动滑移板241移动。锁固电机225连接在滑移板241上从而可以移动。锁固电机225可以带动拨转杆224旋转，从而实现锁螺丝操作。其它技术方案中，还可以不设置平移机构24，比如通过手动控制锁固电机225向下或向上移动。

更为详细地，如图11，固定板243上设置有滑轨244，滑轨244上卡挚有滑移板241，滑移板241可以在滑轨244上作竖直方向上滑动。滑移板241上端设置有横梁246，横梁246两端向两侧伸出以连接气缸242的活塞端。气缸242的本体安装在固定板243上。滑移板241的下端弯折，且在弯折部位上设置有限位套筒245，拨转杆224穿过限位套筒245向下延伸。限位套筒245对拨转杆224限位与导向，从而使拨转杆224下端能够更准确地卡接导向杆223的卡接部2232。通过上述结构，气缸242可以带动锁固电机225从而间接带动拨转杆224作上下移动，从而能够更好地实现锁螺丝操作。

如图6所示，锁固机构22还包括锁固转盘226。锁固转盘226上设置有多个导向筒221以及与导向筒221配合的磁性件222（见前述）和导向杆223。这样可以同时从螺丝供料组件1中取用多个螺丝。

并且如果锁固转盘226设置成可以旋转时，会更方便于拨转杆224卡接导向杆223。

优选的，导向筒221以及与导向筒221配合的磁性件222和导向杆223在锁固转盘226上于旋转方向等间距分布，这样可以更方便于拨转杆224卡接导向杆223。

当锁定一个螺丝后，锁固转盘226旋转设定角度后，刚好另一个导向杆223连同导向筒、磁性件以及磁性件所吸附的螺丝旋转至正对拨转杆224下方，无需调整拨转杆224的位置，拨转杆224直接再次下移便可以卡接这一个导向杆223，并再次操作锁螺丝。因此导向筒221以及与导向筒221配合的磁性件222和导向杆223在锁固转盘226上于旋转方向等间距分布，方便了拨转杆224卡接导向杆223，提高了生产效率。

如图6和图7所示，螺丝锁固组件2还包括旋转转换机构23，旋转转换机构23用于使锁固转盘226旋转以转换螺丝，使拨转杆224依次卡接导向杆223进行连续的锁螺丝操作。

旋转转换机构23包括旋转电机231、设置在旋转电机231旋转轴上的第一轮齿232以及设置在锁固转盘226上的第二轮齿233，第一轮齿232和第二轮齿233相啮合。

旋转电机231通过第一轮齿232和第二轮齿233带动锁固转盘226旋转。且可设定旋转角度，即设定每次旋转电机231的旋转轴旋转的圈数，从而使锁固转盘226旋转固定的角度。

如图5，自动锁螺丝装置还包括定位组件3，定位组件3优选设置在邻近锁固转盘226的位置。

定位组件3包括视觉引导机构31，视觉引导机构31包括相机311和光源（发射可见光或红外光的光源）（图未示），光源具有形态或纹理特征，构成了可区分的图像标记，且该标记的尺寸必须确保在设定范围内可见及可分辨。

定位组件3还包括控制机构（图未示），控制机构中的控制软件程序使用labview编制，其工作原理为在产品上拍取mark点即特征点，mark点在导入机种时校准好并生成配方，在生产之前确定好机种后切换至相应配方，机台准备就绪后视觉将mark点坐标发送至机器人，机器人获取坐标后经过一系列判断后开始移动，运动至指定位置后将坐标回传给视觉系统并通知其可以拍照，视觉拍取mark点后根据产品尺寸计算出螺丝孔位置并将其坐标发送至机器人，机器人获取坐标后经过一系列判断后开始移动，运动至指定位置后将到位信号传送给plc，此时plc控制螺丝锁固组件执行螺丝锁附动作，拧紧完成后plc将完成信号传送给机器人，机器人收到后移动至下一颗螺丝孔位置，以此类推重复以上动作直至螺丝全部锁附完成。

如图10，参见图1，自动锁螺丝装置还包括工件输送归正机构4，工件输送归正机构4用于停放工件并归正工件。

如图10，工件输送归正机构4包括挡板41、归正板42以及滚筒43。其中，挡板41可升降设置，归正板42可向工件通道移动，滚筒43由电机带动旋转。多个滚筒43并列设置，用于运输工件（参见图1）。当工件到达指定位置后，挡板41升起挡住工件阻止前进，两侧的归正板42向工件通道移动，也就是归正板42相向朝工件移动，对工件进行归正。通过挡板41和归正板42的共同作用后，工件停留在预设的位置上，供后序锁螺丝操作。

当然，工件输送归正机构4是一种优选的方案，在其它技术方案中，还可以不设置工件输送归正机构4，比如人工将工件放置在锁固机构22下方。

本发明的优点是：

有益效果一，让枯燥、无技术含量工作由机器替代，减少产线人员配置；

有益效果二，自动锁螺丝，机构参数设定一致，产品稳定性、一致性提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。